Преобразователь угла поворотаВАлА B КОд Советский патент 1981 года по МПК G08C9/04 

(54) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ УГЛА ПОВОРОТА ВАЛА В КОД

Изобретение относится к автоматике и может быть использовано для связи аналоговых источников информа ции с ЦВМ. Известен преобразователь угла поворота вала в код, содержащий синусно косинусный вращающийся трансформатор (СКВТ), подключенный к переключателю октантов,- одш- выходы которого под ключены к разрядам регистра кдходного кода, а другие - к умножителям, другие входы умножителей через соответствую1цие функциональные преобразователи соединены с выходами младших разрядов регистра, а выходы умножителей подключены к вычитателю, выход вычитателя через компаратор подключен к регистру младших разрядов кода СП. Недостатком преобразователя являет : ся его сложность и невысокая точность Наиболее близок к предлагаемому преобразователь угла поворота вала в код, содержащий последовательно соеднненные синусно-косинусный вращаю щийся трансформатор, переключатель квадрантов, одни выходы которого подключены к двум старшим разрядам регистра выходного кода, а другие - к последовательно соеди €енным формирователям кода младших разрядов, каждый из которых состоит из компаратора, триггера, суммирующего усилителя, выход которого подключен к одному входу последующего формирователя, а также через компаратор подсоединен к информационному входу триггера и переключателя, входы которого подсоединены к двум входам суммирующего усилителя, а выходы объединены и подсоеди eны ко второму входу последующего формирователя, последовательно соединенные фазосдвигакяций элемент, формирователь синхронизирующих импульсов и распределитель тактовых импульсов, выходы которого подключены к тактовым эходам триггеров, соединенных своими выходами с управляющими входами переключателей и с соответствующими вх дами регистра кода инвертор, вход которого подключен к косинусному выходу переключателя квадрантов, а выход - к формирователю кода третьего разряда. Одновременно напряжение с синусной обмотки СКВТ jiepea фазосдви гающий элемент, который сдвигает фаз этого напряжения на 90, и через фор мирователь синхронизирующих импульсо поступает на информационный вход рас пределителя тактовых импульсов, а на синхронизирующий вход распределителя поступают сигналы генератора, импульсов С2. . Недостаток этого преобразователя его сложность и посрешность, возника щая на компараторах из-за дрейфа нуля и напряжения смещения в точках, кратных где К - число разрядов. Цепь изобретения - повышение точности и упрощение преобразователя. Поставленная цель достигается тем что в преобразователь угла поворота вала в код, содержащий синусно-косинусный вращающийся трансформатор, подключенный, ко входам переключателя квадрантов, первый аналоговый выход которого соединен с первым аналоговым входом, а второй аналоговый выход через ч нвертор - со вторым аналоговым входом первого из последовательно соединенных формирователей кода младших разрядов, последовательно соединенные формирователь импульсов и распределитель импульсов второй вход которого соединен с выходом генератора импульсов, а выходы - с синхронизирумщими входами формирователей кода младших разрядов причем цифровые выходы переключателя квадрантов и формирователей кода младших разрядов соединены с у:оответ ствующими входами регистра, введены коммутатор аналоговых сигналов и компаратор, выход которого соединен с информационными входами формирователей кода младших разрядов, выход распределителя импульсов соединен с управляняцим входом KOMMyTaToi a аналоговых сигналов, аналоговые входы которого подключены к первым аналоговым выходам формирователей кода младших разрядов, а выход коммутатора аналоговых сигналов соединен со входом компаратора. На фиг. 1 представлена блок-схема преобразователя угла поворота вала в код; на фиг. 2 - схема формирователя кода младших разрядов. Преобразователь содержит СКВТ 1, переключатель 2 квадрантов, формирователи 3, 4 и 5 кода младших разрядов., коммутатор 6 аналоговых сигналов, компаратор 7, инвертор 8, формирователь 9 импульсов, генератор 10 импульсов, pacпpeдeли eль И импульсов. Регистр на блок-с: еме не показан. Каждый из формирователей 3, 4 и 5 содержит суммируюощй операционный усилитель 12, переключатель 13 и триггер 14. Работа преобразователя заключается в следующем. Напряжения с синусной и косинусной обмоток СКВТ 1 поступают в переключатель 2 квадрантов, в котором в зависимости от фаз напряжений UslwcC и и«о«С определяются значения двух старших разрядов кода. Переключатель 2 квадрантов в зависимости от значений первых двух разрядов коммутирует синусное и косинусное выгодные напряжения СКВТ 1 таким образом, что на один выход переключателя 2 квадрантов всегда поступает напряжение Usln Л , а на второй -Ucot.cCtf 4 90j.Напряжение и б1иоС с первого выхода переключателя 2 квадрантов подается йа один вход формирователя 3, а напряжение U сое (Л. со второго выхода переключателя 2 квад-рантов подается через инвертор 8 на второй вход формирователя 3, так что на первый и второй BxofjfA формирователя 3 поступают соответственно напряжения Usla оС и U сое вС . При подаче этих напряжений на вход формирователя 3 они суммируются на операционном усилителе 12, коэффициенты усиления которого по каждому входу равны 14ss3i где К - номер раз2cos| ряда, отсюда для 3-го разряда он раacos sв результате на выходе усилителя 12 получается напряж.ение :+(-U COSCt)- Ч% ° 2С0645 2 cos А 5° и.-б1п(, . Это напряжение поступает напервьй ход коммутатора 6. Одновременно напряжёние с синусной обмотки СКВТ 1 через формирователь 9 импульсов поступает на первый вход распределителя 11 импульсов, .на второй вход которого поступают сигналы генератора 10 импуль сов, Распределитель 11 импульссж запускается этими сигналами так, что на его выходах получается последовательност импульсов, не зависящих от напряжения питания СКВТ 1 и сдвинутых по фазе относительно питания на 90 , Эти импульсы подаются на управляющий вход коммутатора 6, и ими последовательно открываются входы коммутатора 6. В момент прихода первого импульса откры вается первый вход коммутатора 6 и напряжение Uj поступает через компаратор 7, где оно в зависимости от угла поворота СКВТ 1 преобразуется в напряжение положительной Ц или отрицательной Uiотсечки компаратора 7, на информационный вход триггера 14, при чем информационные входы всех тригге ров, входящих в формирователи 3-5 кода младших разрядов, объединены и сое динены с выходом компаратора 7,. Определение значения 3-го разряда производится в момент подачи на тактовый вход триггера 14 тактового импульса, если напряжение и на информационном входе положительно, то значение разряда равно 1, если напряжение и отрицательно, то значение разряда равно 0. При таком определении значения разряда кода влияние остаточного сигнала СКВТ 1 исключается (остаточный сигнал СКВТ 1 сдвинут по фазе по отношению к основному на 90 , триггер 14 Д-типа запоминает информацию в момент прихода переднего фронта тактового импульса, в данном случае, поскольку тактовый импульс сдвинут по фазе относительно основного на 90, информация на триггере 14 запоминается в момент прохозкдения остаточного сигнала через нуль, таким образом, исключается влияние остатрочкого сигнала СКВТ 1 из показания 3-го разряда), В зависимости от значения 3-го разряда переключатель 5 подёет на один вход формирователя 4 напряжение UK, «iti. К. , если значение 3-го разряда кода равно О, или минус U 9os)C , если значение 3-го разряда кода равно 1 . На второй вход формирователя 4 всегда подается НсШряжениеит-(). Определение значения 4-го после-, дунхцих разрядов производится анало ГТ1ЧНО определению значения 3-го разряда. Формула изобретения Преобразователь угла поворота вала в код, содержащий синусно-косинусный вращакщийся трансформатор, подключенный ко входам переключателя квадрантов, первый аналоговый выход которо- го соединен с первым аналоговым входом, а второй аналоговый выход через инвертор - со вторым аналоговым входом первого из последовательно соединенных формирователей кода младших разрядов, последовательно соединенные формирователь импульсов и распределитель- импульсов, второй вход которого соединен с выходом генератора импульсов, а выходы - с синхронизирующими входами формирователей кода младших разрядов, причем цифровые выходы переключателя квадрантов и формирователей кода младших разрядов соединены с соответствундвд1ми входами регистра, отличающийся тем, что, с целыо повьш1ения точности и упрощения преобразователя, в него введены коммутатор аналоговых сигналов и компаратор, выход которого соединен с информационными входаьо фсфмирователей кода младших разрядов, выход распределителя импульсов соеданен с управляющим входом коммутатора аналоговых сигналов, аналоговые входы которого подключены к первым аналоговым выходам формирователей кода мпадщих разрядов, а выход коммутатора аналоговых сигналов соединен со входо1у| компаратора . Источники информации, приня гые во внимание при экспертизе 1,Шмид Г, Устройство и принцип действия преобразователей аналог-код. Перевод № 4211/71, ГОНТИ, 1971, с.213, 2,Авторское свидетельство СССР по заявке № 2743,133/18-24, кл, О 08 С 9/04, 30.03,79 (прототип).

(Put.f

Фиг. 2

р

ч